第十四章 内能与热机-2025-2026学年物理沪科版（2024）九年级全一册

该初中物理单元复习课件系统梳理了内能与热机的核心知识，涵盖内能的改变方式、比热容、热值、热机工作原理及效率计算等内容，通过选择题、填空题、实验题等多种题型，将基础概念（如做功与热传递）、规律应用（比热容和热值计算）与热机冲程、能量转化等知识点有机串联，帮助学生构建完整的知识网络。 其亮点在于注重联系生活与传统文化，如引用《本草纲目》“以布拭热”解释做功改变内能，结合小火锅、战斗机等实例设计综合题，培养学生的科学态度与责任。实验题“探究不同物质吸热能力”和“比较燃料热值”强化科学探究能力，作图题绘制热机冲程和温度-时间图像，助力科学思维中的模型建构与科学推理。分层设计如单选与多选结合、基础计算与综合应用搭配，让不同水平学生均有收获，教师可借此精准把握学情，提升复习效率。

第14章 内能与热机 1 一、选择题(本题共7个小题,每小题3分,共21分。第1~6题为单项选择题。第7题为多项选择题,每小题至少有两项符合题目要求,全选对得3分,选对但不全得1分,选错或不选得0分) 1.下列运载工具中,不需要利用热机的是( ) A.喷气式飞机 B.柴油拖拉机 C.纯电动汽车 D.长征系列火箭 2.下列成语能反映通过做功方式使物体内能增加的是( ) A.炙手可热 B.扬汤止沸 C.滴水成冰 D.钻木取火 C D 2 3.夏季,混凝土护栏被太阳晒得很热,池塘中太阳下的水却不是很热,主要原因是 ( ) A.水不吸热 B.混凝土初温高 C.水的比热容大 D.混凝土放热 4.如图显示了热机的共同特点,其中虚线框处应该填( ) A.内能 B.电能 C.动能 D.势能 C A 5.如图所示是汽油机工作时某个冲程的示意图,下列说法正确的是 ( ) A.该冲程是压缩冲程 B.该冲程气缸内的气体内能增加 C.该冲程将内能转化为机械能 D.随着汽油的燃烧,汽油的热值会减小 C 6.如图,《天工开物》描述了古人炒蒸油料的场景,下列说法不正确的是 ( ) A.翻炒过程使油料受热均匀 B.木料燃烧过程热值不变 C.木料燃烧过程化学能转化为内能 D.蒸煮过程油料含有的热量增加 D 7.(多项选择)用两个相同的电加热器给质量均为0.2 kg的物质甲和水加热,它们的温度随加热时间的变化关系如图所示,不计热量损失。下列说法不正确的是[c水=4.2 103 J/(kg )] ( ) A.物质甲的比热容大于水的比热容 B.加热20 min时间内,水所吸收的热量是甲的两倍 C.甲在前10 min内吸收的热量是5.04 104 J D.每个电加热器每秒放出42 J的热量 ABC 二、填空题(本题共4个小题,每空2分,共14分) 8.《本草纲目》记载:“琥珀如血色,以布拭热,吸得芥子者真也。”“拭”指摩擦,“以布拭热”是通过_(选填“做功”或“热传递”)的方式改变琥珀内能的。 9.夏天,将饮料放进冰箱一段时间后,饮料的内能_(选填“增加”或“减少”),它是通过_的方式改变内能的。 做功 减少 热传递 10.《三国演义》中有“青梅煮酒”的典故,芒种节气正是青梅煮酒季,煮酒可利用水浴法对酒加热,质量为0.5 kg的酒从20 升高到40 吸收的热量是_J;若这些热量由天然气完全燃烧来提供,则至少需要燃烧_m3的天然气。[c酒=3.4 103 J/(kg ),q天然气=4 107 J/m3] 3.4 104 8.5 10-4 11.某同学用一种加热器将质量为0.5 kg的冰持续加热熔化直至沸腾,记录并绘制出温度——时间图像如图所示,根据图像可以看出0~2 min时段的比热容_(选填“大于”“小于”或“等于”)10~14 min时段的比热容,2~10 min时段所吸收的热量为_J。[c水=4.2 103 J/(kg )] 小于 1.68 105 三、作图题(本题共3个小题,每小题2分,共6分) 12.如图所示,甲是四冲程内燃机吸气冲程的示意图,乙是做功冲程示意图,请在图乙的方框中画出曲轴的旋转方向和进气门、排气门的开闭情况。 13.酒精的热值q为3.0 107 J/kg。请在图中坐标系画出酒精的热值q与其质量m的关系图像。 14.用一酒精灯完成冰熔化实验,冰熔化前与熔化时的温度——时间图像如图所示,第6 min时冰完全熔化,继续给水加热使其升温。请画出6~8 min水的温度与时间关系图像。已知c水=4.2 103 J/(kg ),c冰=2.1 103 J/(kg ),不考虑对水加热时质量的变化。 四、简答题(本题共3个小题,每小题3分,共9分) 15.陆游诗《秋怀》中写道:“城市尚余三伏热,秋光先到野人家。”这就是我们今天说的“热岛效应”,如何缓解城市的“热岛效应”,请你提出一条合理化建议。 答:可以增大绿化面积(或建人工湖等,合理即可)。 16.刚从沸水中捞出的熟鸡蛋泡在自来水中比在空气中冷却得快。请你用比热容的知识解释这一现象。 答:因为水的比热容大于空气的比热容,由Q=cm t可知,相同质量的水和空气,升高相同的温度时,水吸收的热量比空气吸收的多,所以鸡蛋泡在自来水中比在空气中冷却得快。 17.热机效率是衡量汽车发动机性能的关键指标。2024年4月,我国发布全球首款本体热效率53.09%的商业化柴油机,这一成果的意义犹如人类历史上首次百米赛跑突破10 s。立志成为汽车设计师的小雷,也想设计改造内燃机,使内燃机的热机的效率达到80%。 (1)考虑影响热机效率的因素,你认为小雷可以在哪些方面改进创新? (2)假如小雷的设想实现了,会给我们的生活带来哪些影响?(写出一条即可) 15 答:(1)改良热机结构、减小机械间的摩擦、利用废气的热量都可以提高热机效率; (2)热机效率提高后,可以节省能源(或减少对环境的影响,更加环保,合理即可)。 五、实验与科学探究题(本题共3个小题,第18题4分,第19题8分,第20题10分,共22分) 18.如图所示,在试管内装适量的水,用软木塞塞住试管,加热使水沸腾一段时间,水蒸气会把软木塞冲开。 (1)酒精燃烧时,化学能转化为_能。 (2)水蒸气冲开瓶塞,水蒸气对软木塞做功,水蒸气的温度降低,内能_(选填“增加”“减少”或“不变”)。 内 减少 19.在“探究不同物质的吸热能力”的实验中,实验装置如图所示。 (1)实验中应取质量_(选填“相同”或“不同”)的甲、乙两种液体,分别倒入相同的烧杯中,用相同的电加热器加热;当它们吸收相同的热量时,通过比较_来判断吸热能力的强弱。 加热时间/min 0 1 2 3 4 甲的温度/ 30 34 38 42 46 乙的温度/ 10 18 26 34 42 相同 液体升高的温度 (2)实验记录数据如表所示,从开始加热到末温为42 时,甲、乙两种液体吸收热量的关系为Q甲_(选填“>”“=”或“<”)Q乙。 (3)分析实验数据可知液体_(选填“甲”或“乙”)的吸热能力强。 加热时间/min 0 1 2 3 4 甲的温度/ 30 34 38 42 46 乙的温度/ 10 18 26 34 42 < 甲 20.为比较酒精和碎纸片两种燃料的热值,小明利用如图甲、乙所示的两套完全相同的装置做实验,他分别在燃烧皿中放入相同质量的酒精和碎纸片,同时点燃后对质量和初温相等的水加热,直至酒精和碎纸片完全燃烧。 (1)小明通过_来比较酒精和碎纸片完全燃烧产生热量的多少。 (2)如表是小明设计的记录实验数据的表格,其中①②项内容漏写了,请你帮他补充完整。 ①_;②_。 温度 燃料 加热前的水温/ ① 10 g酒精 ② 温度计上升的示数 燃料燃尽后的水温/ 10 g碎纸片 【补充设问】 (3)根据实验数据算出水吸收的热量为Q,且m表示“10 g酒精”的质量,算出酒精的热值q=_,该数值与真实值相比_(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。 偏小 六、综合应用题(本题共2个小题,第21题9分,第22题9分,共18分。解答时需写出必要的计算公式及过程或文字说明,若只写出计算结果将不得分) 21.如图所示,现在的小火锅常用一种被称为“固体酒精”的物质作为燃料,已知这种燃料的热值是2.0 107 J/kg,若燃烧0.1 kg固体酒精,能将小火锅中质量为2 kg的热汤的温度从50 升高到100 。求:[汤的比热容近似为水的比热容,c水=4.2 103 J/(kg )] (1)小火锅中汤吸收的热量。 (2)完全燃烧0.1 kg的“固态酒精”所释放出的热量。 (3)若“固态酒精”完全燃烧释放出的热量只有30%被汤吸收,则将热汤烧开的过程中至少需要燃烧“固态酒精”的质量是多少? 解:(1)汤的比热容c汤≈c水=4.2 103 J/(kg ),汤吸收的热量:Q吸=c汤m汤(t2-t1)=4.2 103 J/(kg ) 2 kg (100 -50 )=4.2 105 J; (2)“固态酒精”完全燃烧放出的热量:Q放=m酒精q=0.1 kg 2.0 107 J/kg=2.0 106 J; (3)根据题意可得Q吸=30%Q放=30%m酒精q,即4.2 105 J=30% m酒精 2.0 107 J/kg,解得m酒精=0.07 kg。 22.我国自主研制的某新型战斗机,具备超音速巡航、电磁隐身、超视距攻击等优异性能,该飞机最大起飞质量为37 t,最大飞行高度达20 000 m,最大航行速度达2.5倍声速(合3 060 km/h),最大载油量为10 t,飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系如表,飞机使用的航空燃油的热值为5 107 J/kg。求: 速度v/(m s-1) 100 200 300 400 500 阻力f/N 3 103 1.2 104 2.7 104 4.8 104 7.5 104 (1)10 t燃油完全燃烧放出的热量是多少? (2)当飞机以300 m/s的速度匀速巡航时,飞机发动机的输出功率是多少? (3)若在飞机油箱中加满燃油,并且以500 m/s的速度匀速巡航时,飞机的最大航程约2.6 103 km,则飞机发动机的效率是多少? 解:(1)10 t燃油完全燃烧放出的热量Q放=mq=10 103 kg 5 107 J/kg=5 1011 J; 速度v/(m s-1) 100 200 300 400 500 阻力f/N 3 103 1.2 104 2.7 104 4.8 104 7.5 104 速度v/(m s-1) 100 200 300 400 500 阻力f/N 3 103 1.2 104 2.7 104 4.8 104 7.5 104 (2)由表中数据可知,飞机以300 m/s的速度巡航时,所受阻力f=2.7 104 N,因为飞机匀速巡航,则牵引力F=f=2.7 104 N,则飞机发动机的输出功率P===Fv=2.7 104 N 300 m/s=8.1 106 W=8 100 kW; (3)由(1)可知Q放=5 1011 J,根据表格查出飞机以500 m/s的速度匀速巡航时,所受阻力f′=7.5 104 N,牵引力F′=f′=7.5 104 N,则有用功W有=F′s=7.5 104 N 2.6 103 103 m=1.95 1011 J,所以飞机发动机的效率 = 100%= 100%=39%。 $$